Geomagnetische stormen

Het Ruimteweer Cosmodrome – Genk 14 November 2013

Jan Janssens

Het ruimteweer – …alle omstandigheden op de zon en in de zonnewind, magnetosfeer, ionosfeer en thermosfeer die de prestaties en de betrouwbaarheid van technologische systemen in de ruimte en op grond kunnen beïnvloeden en die een gevaar kunnen betekenen voor het menselijk leven of de gezondheid. NSWP 14 november 2013

Het ruimteweer

2

De Zon • De Zon is een – Groot

ster

• 1.392.000 km • 109 * Diameter Aarde

– Zwaar • 1,99 * 1030 kg • 332.980 * Massa Aarde

– Dichtstbij • 149.597.870 km – = 1 Astronomische Eenheid

• +/- 8 lichtminuten

– Stralend • 3,84 * 1026 Watt • = 1366 W/m2 op aardatmosfeer

– Zonnewind • Stroom van geladen deeltjes • + 400 km/s 14 november 2013

Het ruimteweer

3

De Aarde • Geomagnetisch veld – Vervormd door zonnewind – Magnetosfeer • Geomagnetisch veld – Druppelvorm » »

Zonzijde: +/- 10 RE Nachtzijde: > 200 RE

• Van Allen stralingsgordels • Ringstroom

• Ionosfeer – Zonnestraling ioniseert aardatmosfeer

http://www.youtube.com/watch?v=AhNnprAtqWw

• D absorbeert, E en F reflecteren • Satellieten boven ionosfeer – Vliegtuigen, radioantennes,… eronder

– Bepaalt communicatie

• Atmosfeer – Ozonlaag,… 14 november 2013

Het ruimteweer

http://www.weather.nps.navy.mil/~psguest/EMEO_online/

4

So, what’s all the fuss about?...

14 november 2013

Het ruimteweer

5

Zonnevlekken • Ondiepe depressies in de fotosfeer door magnetische storingen die het opstijgen van heet gas uit het zonneinwendige verhinderen • Temperatuur – Umbra: 3500°C – Penumbra: 4200°C

• Magneetveld – 3000* sterker dan ongestoorde fotosfeer – Bipolair • Tegengestelde polariteit 14 november 2013

Het ruimteweer

6

Zonnevlekken De Halloweengroepen (Okt-Nov 2003)

http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/sunspots.html

14 november 2013

Het ruimteweer

7

Zonnevlekkencyclus • Zonnevlekkengetal (SSN) – SSN = 10.g + f, • met g het aantal groepen, en f het aantal vlekken • Bepaald door het SIDC in Ukkel! – http://www.sidc.be/silso/

– Zonnecyclus van +11 jaar • • • •

Stijgtijd: + 4 jaar Daaltijd: + 7 jaar Gem. Max.: 117 (+ 41) SC24 – Begin: Dec 2008 – Maximum in 2013-2014 » Rmax = 90 + 20 (medium) » Blijft onder de verwachtingen

• Complexe zonnevlekken oorzaak van zonneuitbarstingen 14 november 2013

Het ruimteweer

8

Zonne-uitbarstingen

http://sohowww.nascom.nasa.gov/bestofsoho/Movies/movies2.html

• Zonne-uitbarstingen ontstaan door een kortsluiting tussen tegengesteld magnetische gebieden die dicht bij elkaar liggen • Hierbij komen grote hoeveelheden energie vrij onder vorm van straling (EUV, röntgen,…) en geladen deeltjes (protonen, ionen, e-…) Flares, zonnevlammen

protonenstormen, coronale massa-ejecties (CME)

• Röntgenuitbarstingen worden geklasseerd van X (eXtreem) over M (Medium) tot C (zwak) – Elke klasse is 10* sterker dan de vorige

14 november 2013

Het ruimteweer

9

15 Mei 2013 NOAA 1748 – X1.2

14 november 2013

Het ruimteweer

10

13 December 2006 NOAA 0930 – X3,4

14 november 2013

Het ruimteweer http://solar-b.nao.ac.jp/news_e/20061213_flare_e.shtml

11

Bastille Day Event 14 Juli 2000 – X5,7

14 november 2013

Het ruimteweer

12

Halloween event 28 Oktober 2003 – X17

14 november 2013

Het ruimteweer

13

Ruimteweer Invloed van zonne-uitbarstingen

Wat

Wanneer

Parameter

Bescherming

Straling (X-ray)

t0

R1 (licht) => R5 (extreem) M1 => > X20

Proton storm

15-120 min

S1 (licht) => S5 (extreem) Pfu (>10MeV): 10 => 105

Magneetveld Aarde

20-72 uur

G1 (licht) => G5 (extreem) Kp = 5 => Kp = 9

Magneetveld Aarde

Geomagnetische storm (CME)

Aardatmosfeer

http://www.swpc.noaa.gov/NOAAscales/ 14 november 2013

Het ruimteweer

14

Invloed van zonne-uitbarstingen Radio Black-outs

14 november 2013

Het ruimteweer

15

Effect van Protonstormen

14 november 2013

Het ruimteweer

16

Geomagnetische Storm Poollicht • Poollicht – Als energetische deeltjes langs de veldlijnen van het geomagnetische veld bewegen en botsen met deeltjes uit de atmosfeer • Zuidwaarts gericht • Substormen

200 km: zuurstof: rood

Het ruimteweer